الزيادة المنتظمة في أسعار الكهرباء تجعل الكثيرين يفكرون في مسألة المصادر البديلة للكهرباء. أحد أفضل الحلول في هذه الحالة هو محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية. إن البحث عن حل لهذه القضية لا يتعلق فقط بحجم الدولة. على نحو متزايد ، يمكنك رؤية محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة للمنزل (كوخ). التكاليف في هذه الحالة ستكون فقط للبناء والصيانة. عيب مثل هذا الهيكل هو أن بنائه ممكن فقط في ظل ظروف معينة. مطلوب تدفق المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب بناء هذا الهيكل في الفناء الخاص بك إذنًا من السلطات المحلية.
مخطط محطة صغيرة لتوليد الطاقة الكهرمائية
مبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية للمنزل بسيط للغاية. مخطط الهيكل على النحو التالي. يسقط الماء على التوربين ، مما يتسبب في دوران الشفرات. هم ، بدورهم ، بسبب انخفاض عزم الدوران أو الضغط ، يقودون المحرك الهيدروليكي. منه ، يتم نقل الطاقة المستلمة إلى المولد الكهربائي الذي يولدالكهرباء
في الوقت الحاضر ، غالبًا ما يتم استكمال مخطط الطاقة الكهرومائية بنظام تحكم. هذا يسمح للتصميم بالعمل في الوضع التلقائي. في حالة الحاجة (على سبيل المثال ، حادث) يمكن التبديل إلى التحكم اليدوي.
أنواع مختلفة من محطات الطاقة المائية الصغيرة
يجب أن يكون مفهوماً أن محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة لا يمكنها إنتاج أكثر من ثلاثة آلاف كيلوواط. هذه هي القوة القصوى لمثل هذا الهيكل. ستعتمد القيمة الدقيقة على نوع HPP وتصميم المعدات المستخدمة.
اعتمادًا على نوع تدفق المياه ، يتم تمييز أنواع المحطات التالية:
- قناة مميزة للسهول. يتم تثبيتها على الأنهار منخفضة التدفق.
- استخدام ثابت لطاقة مياه الأنهار مع التدفق السريع للمياه.
- HPPs مثبتة في الأماكن التي ينخفض فيها تدفق المياه. غالبًا ما توجد في المنظمات الصناعية.
- جوال والتي بنيت باستخدام غلاف مقوى
لبناء محطة طاقة كهرومائية ، يكفي تدفق حتى تيار صغير يتدفق عبر الموقع. لا ينبغي لأصحاب المنازل ذات المياه المركزية اليأس.
طورت إحدى الشركات الأمريكية محطة يمكن دمجها في نظام إمداد المياه في المنزل. تم بناء توربين صغير في نظام إمداد المياه ، والذي يتم تشغيله بواسطة تدفق المياه المتحرك بواسطة الجاذبية. يبطئ السرعةتدفق المياه ، لكنه يقلل من تكلفة الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك ، هذا التثبيت آمن تمامًا.
حتى محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة يتم بناؤها في أنابيب الصرف الصحي. لكن بنائها يتطلب خلق ظروف معينة. يجب أن تتدفق المياه عبر الأنبوب بشكل طبيعي بسبب المنحدر. الشرط الثاني هو أن قطر الأنبوب يجب أن يكون مناسبًا للمعدات. ولا يمكن عمل هذا في منزل منفصل.
تصنيف HPPs المصغرة
محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة (المنازل التي تستخدم فيها في الغالب تابعة للقطاع الخاص) هي في الغالب واحدة من الأنواع التالية ، والتي تختلف في مبدأ التشغيل:
- عجلة المياه من النوع التقليدي وأسهل صنعها.
- المروحة. يستخدم في الحالات التي يكون فيها النهر يحتوي على قناة بعرض أكثر من عشرة أمتار.
- يتم تثبيت الطوق على الأنهار بتدفق طفيف. يتم استخدام هياكل إضافية لزيادة سرعة تدفق المياه.
- يتم تثبيت دوار Darrieus عادة في المنشآت الصناعية.
هذه الخيارات شائعة لأنها لا تتطلب بناء سد.
عجلة مائية
هذا نوع كلاسيكي من محطات الطاقة الكهرومائية ، وهو الأكثر شيوعًا للقطاع الخاص. محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة من هذا النوع عبارة عن عجلة كبيرة يمكن أن تدور. يتم إنزال ريشها في الماء. يقع باقي الهيكل فوق القناة ، مما يجبر الآلية بأكملها على التحرك. قوةينتقل من خلال محرك هيدروليكي إلى مولد يولد التيار.
محطة المروحة
على الإطار في الوضع الرأسي يوجد دوار وطاحونة هوائية تحت الماء ، يتم خفضهما تحت الماء. تحتوي الطاحونة على شفرات تدور تحت تأثير تدفق المياه. يتم توفير أفضل مقاومة من خلال ريش بعرض 2 سم (مع تدفق سريع ، لا تتجاوز سرعته ، مع ذلك ، مترين في الثانية).
في هذه الحالة ، يتم تشغيل الشفرات بسبب قوة الرفع الناتجة ، وليس بسبب ضغط الماء. علاوة على ذلك ، يكون اتجاه حركة الشفرات عموديًا على اتجاه التدفق. تشبه هذه العملية مزارع الرياح ، إلا أنها تعمل تحت الماء.
جارلاند HPP
هذا النوع من محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة عبارة عن كابل ممتد فوق السرير ومثبت في محمل دفع. يتم تعليق التوربينات ذات الحجم والوزن الصغير (الدوارات الهيدروليكية) وتثبيتها بشكل صارم على شكل إكليل. تتكون من اثنين من أنصاف الاسطوانات. بسبب محاذاة المحاور ، عند إنزالها في الماء ، يتم إنشاء عزم دوران فيها. هذا يؤدي إلى حقيقة أن الكابل ينحني ويمتد ويبدأ في الدوران. في هذه الحالة ، يمكن مقارنة الكبل بعمود يعمل على نقل الطاقة. أحد طرفي الحبل متصل بعلبة التروس. يتم نقل الطاقة إليها من دوران الكابل والدوارات الهيدروليكية.
وجود عدة أكاليل تساعد على زيادة قوة المحطة. يمكن أن تكون مرتبطة ببعضها البعض. حتى هذا لا يتحسن كثيرًا.كفاءة HPP هذا. هذا هو أحد عيوب مثل هذا الهيكل.
عيب آخر لهذا النوع هو الخطر الذي يخلقه للآخرين. لا يمكن استخدام هذا النوع من المحطات إلا في الأماكن المهجورة. إشارات التحذير إلزامية
الدوار داريا
سميت محطة صغيرة لتوليد الطاقة الكهرومائية لمنزل خاص من هذا النوع على اسم مطورها - جورج داريير. حصل هذا التصميم على براءة اختراع في عام 1931. إنه دوار به شفرات. لكل من الشفرات ، يتم تحديد المعلمات الضرورية بشكل فردي. يتم إنزال الجزء المتحرك تحت الماء في وضع عمودي. تدور الشفرات بسبب انخفاض الضغط الذي يحدث تحت تأثير تدفق الماء على سطحها. تشبه هذه العملية قوة الرفع التي تجعل الطائرات تقلع.
هذا النوع من HPP لديه مؤشر كفاءة جيد. الميزة الثانية هي أن اتجاه التدفق لا يهم.
من عيوب هذا النوع من محطات الطاقة ، يمكن للمرء أن يميز التصميم المعقد والتركيب الصعب.
مزايا محطات الطاقة المائية الصغيرة
بغض النظر عن نوع التصميم ، تتمتع محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة بعدد من المزايا:
- صديقة للبيئة ، لا تنتج مواد ضارة للغلاف الجوي.
- عملية توليد الكهرباء بلا ضوضاء
- تبقى المياه نظيفة.
- يتم توليد الكهرباء بشكل مستمر بغض النظر عن الوقت من اليوم أو حالة الطقس.
- حتى التدفق الصغير يكفي لتجهيز المحطة.
- فائض الكهرباء يمكن بيعها للجيران
- لا تحتاج الكثير من وثائق التصاريح.
محطة توليد الطاقة الكهرومائية الصغيرة DIY
يمكنك بناء محطة مياه لتوليد الكهرباء بنفسك. لمنزل خاص ، يكفي عشرين كيلووات في اليوم. حتى محطة الطاقة الكهرومائية الصغيرة التي تعمل بنفسك يمكنها التعامل مع هذه القيمة. لكن يجب أن نتذكر أن هذه العملية تتميز بعدد من الميزات:
- الحسابات الدقيقة صعبة
- الأبعاد ، يتم تحديد سمك العناصر "بالعين" ، فقط تجريبياً.
- الهياكل المرتجلة تفتقر إلى ميزات الحماية ، مما يؤدي إلى حدوث أعطال متكررة والتكاليف المرتبطة بها.
لذلك ، إذا لم تكن هناك خبرة ومعرفة معينة في هذا المجال ، فمن الأفضل التخلي عن فكرة من هذا النوع. قد يكون من الأرخص شراء محطة جاهزة.
إذا كنت لا تزال تقرر أن تفعل كل شيء بيديك ، فأنت بحاجة إلى البدء بقياس سرعة تدفق المياه في النهر. بعد كل شيء ، هذا يعتمد على القوة التي يمكن الحصول عليها. إذا كانت السرعة أقل من متر واحد في الثانية ، فإن بناء محطة صغيرة لتوليد الطاقة الكهرومائية في هذا المكان لن يبرر نفسه.
خطوة أخرى لا ينبغي إغفالها هي الحسابات. من الضروري حساب مقدار التكاليف التي سيتم إنفاقها على بناء المحطة بعناية. نتيجة لذلك ، قد يتضح أن الطاقة الكهرومائية ليست الخيار الأفضل. إذًا يجب الانتباه لأنواع الكهرباء البديلة الأخرى.
يمكن أن تكون محطة الطاقة الكهرومائية الصغيرة أفضل حل لتوفير التكلفةللكهرباء. من أجل بنائه ، من الضروري وجود نهر بالقرب من المنزل. اعتمادًا على الخصائص المرغوبة ، يمكنك اختيار الإصدار المناسب من محطة الطاقة الكهرومائية. مع النهج الصحيح ، يمكنك حتى إنشاء مثل هذا الهيكل بيديك.
